
一、 積水對雷達液位計的影響
雷達液位計通過天線發射和接收微波信號來測量物位。天線上有任何附著物都會帶來負面影響:
信號衰減:水會吸收微波能量,導致發射信號減弱,回波信號也隨之變弱。
測量值偏大:積水本身會產生一個非常強的、固定的“虛假回波”。儀表會誤將這個近距離的回波識別為液位,導致顯示液位始終偏高,甚至“頂滿”量程。
信號丟失:在測量低介電常數的介質(如液化氣、輕油、某些塑料顆粒)時,正常的液位回波本身就很弱。如果再加上積水造成的衰減,可能導致儀表完全接收不到真實液位回波,造成測量中斷。
測量不穩定:積水的形狀和量可能變化,導致虛假回波信號起伏,造成測量值跳動。
二、 如何處理天線上已有的積水
重要提示: 在進行任何操作前,請確保遵守現場的安全規程,必要時對儀表進行隔離和斷電。
臨時擦拭清理(停機檢修時)
如果條件允許且確保安全,可以將天線拆下,用柔軟的布輕輕擦干。注意不要劃傷天線的敏感表面(尤其是拋物面天線或塑料天線)。
禁止使用硬物或腐蝕性清潔劑。
利用儀表功能進行軟件補償
這是最常用且有效的軟件解決方法。現代雷達液位計(無論是導波雷達還是非接觸式雷達)基本都具備“虛假回波學習”或“回波曲線診斷”功能。
操作原理:在天線有積水但罐內為空罐或已知固定液位時,讓儀表學習并記錄當前的回波曲線。儀表會將這個固定的積水產生的虛假回波“記憶”下來,并在后續的測量中將其抑制掉。
步驟:
a. 確保罐內液位處于一個穩定且已知的狀態(最好是空罐)。
b. 進入儀表的“虛假回波學習”或“回波映射”菜單。
c. 啟動學習功能,儀表會自動記錄下當前的回波曲線(其中包含天線積水產生的固定虛假回波)。
d. 學習完成后,儀表會生成一個抑制區域,此后測量將忽略這個區域的回波。
注意:此方法適用于積水狀況相對穩定的情況。如果積水情況變化劇烈(如快速冷凝又快速蒸發),效果會打折扣。
三、 如何預防天線上積水(根本解決方案)
預防遠勝于治療。根據不同的雷達類型和應用,可以選擇以下措施:
選擇合適的 antenna 類型
錐形天線(喇叭口天線):這是最常用的非接觸式天線。其設計本身有助于讓冷凝水或少量雨水流走,不易在輻射口形成大面積水膜。
拋物面天線:用于要求高增益、測量距離很遠的工況。必須加裝防護罩(Radome),防護罩通常由透波材料(如PTFE、PP)制成,能有效防止水、灰塵直接附著在拋物面上。
平面天線/陣列天線:現代雷達的趨勢。天線表面平整光滑,且有特殊疏水涂層,能有效減少掛料和積水,即使有水也易形成水珠滑落。
加裝防護罩(Radome)
對于喇叭口天線和拋物面天線,可以加裝一個PTFE(聚四氟乙烯)或PP(聚丙烯)材質的防護罩。
作用:
防止水滴直接附著在天線敏感面上。
讓天線與工藝氣體/蒸汽隔離,減少因溫差造成的冷凝。
PTFE材料具有優異的疏水性和透波性,微波信號穿透它幾乎無衰減。
使用空氣吹掃
這是一個非常有效但需要配套設施的物理方法。
原理:在雷達安裝法蘭上增加一個吹掃接頭,接入干燥、潔凈的儀表空氣或氮氣,形成一股微正壓的氣流,持續吹向天線表面。
作用:這層氣幕可以阻止潮濕的工藝介質接觸低溫的天線表面,從而防止冷凝;同時也能吹走已經形成的水滴或灰塵。
適用場景:高壓、高濕、易冷凝的工況(如蒸汽加熱罐、反應釜)。
保溫/伴熱
原理:通過給天線段或連接法蘭部位伴熱(電伴熱帶或蒸汽伴熱管),并做好保溫,使天線表面的溫度始終高于工藝氣體的露點溫度,從而從根本上防止冷凝水的產生。
注意:
溫度不能過高,必須嚴格控制在儀表允許的工作溫度范圍內,否則會損壞儀表電子部件。
通常由儀表廠家提供集成了伴熱和保溫的一體化組件。
正確的安裝位置
在允許的情況下,盡量避免將雷達液位計安裝在氣體流動大、溫度驟變或容易直接接觸到雨水/噴淋的位置。
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